到2005年，核能占世界耗能的2.1%，占世界电能的15%，美国、法国和日本三国的核能发电量占世界总量的56.5%。2007年，世界原子能机构表示全球有31个国家总共拥有439个核反应堆。

2007年，核能占全球总发电量的比例下降至14%。世界原子能机构表示，主要原因是2007年7月16日发生于日本西部的一场地震，这场地震导致柏崎刈羽核电站的7个核反应堆都停止使用。韩国和德国的核反应堆也有所减少，还有一些非正常停用。另外，现有反应堆负荷量的增加已趋于平稳。

美国生产的核能最多，它的核电能占其消耗电能的19%；法国的电能来自核反应堆的比例最高，2006年时达80%。就整个欧盟而言，核能提供了30%的电能。不同欧盟国家有不同的核能政策，像奥地利、爱沙尼亚、爱尔兰等一些国家，没有运行中的核电站。相比之下，法国有大量的核电站，目前有16个多单位核电站正在运行。据估计到2013年美国的煤与天然气电产业价值850亿美元，而核能发电产业价值180亿美元。

很多军用船和民用船（例如一些碎冰船）采用船用核动力推进——核推进的一种。一些航天器也全面采用核能发射：苏联的RORSAT系列和美国的SNAP-10A。

全球正在加紧研究改善核能安全问题，例如被动安全核电厂，核聚变的使用，过程热如氢产生的额外利用（支持氢经济），以用于海水淡化和区域供热系统。